机械能练习2.doc

高二上学期物理竞赛试题（120分钟 150分）5一、选择题（本题包括12小题。每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项 中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。）1、在地球的赤道上有一物体甲随地球的自转而做圆周运动，所需的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为1；有一随近地卫星一起运动的物体乙，所需的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；有一随地球同步卫星一起运动的物体丙，所需的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为3。假设甲、乙、丙的质量相等，则（ ）A、F1=F2F3 B、a2a3a1 C、v1=v2v3 D、1=322、汽车在平直公路上的速度为10m/s，假设汽车受到的阻力是恒定的，关闭发动机后，汽车前进42m，其速度降为4 m/s；若再过6s，则汽车又将前进（ ）A、4m B、6m C、8m D、12mO3、如图所示，一物体放在水平放置的木板上。现用木板托住物体使其在竖直平面内做匀速圆周运动，假设在运动过程中物体和木板始终保持相对静止且木板始终保持水平，则在木板由最低位置运动到最高位置的过程中（ ）A、物体始终处于超重状态B、物体始终处于失重状态C、物体所受木板的支持力逐渐减小D、物体所受木板的摩擦力逐渐减小OPQNM4、半圆柱体P放在粗糙的水平面上，挡板MN的延长线总是过半圆柱体的轴心O，但挡板与半圆柱不接触，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，图示为这个装置的截面图。若用外力使MN绕O点缓慢地顺时针转动，在MN到达水平位置前，P始终保持静止。在此过程中，下列说法正确的是（ ）A、MN对Q的弹力逐渐增大B、地面对P的弹力逐渐增大C、P、Q间的弹力先减小后增大D、Q所受的合力逐渐增大极板x被测物体电介质板5、如图所示，电容器极板间有一可移动的电介质板，介质与被测物体相连，接入电路后，通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置。下列说法中正确的是（ ）A、若电容器极板间的电压不变，x变大，则电容器极板上带的电荷量增加B、若电容器极板上的电荷量不变，x变小，则电容器极板间的电压变大C、若电容器极板间的电压不变，x变大，则有电流流向电容器的正极D、若电容器极板间的电压不变，x变大，则有电流流向电容器的负极ABH6、一质量为m的物体自A点由静止开始沿槽滑到B点后，离开支持面沿虚线方向飞出，如图所示。若在AB的过程中，机械能损失为E，物体在B点飞出时的水平分速度为v，则物体飞出后所到达的最高点与A点间的高度差为（ ）A、 B、 C、 D、FBabcd7、如图所示，在相距为L的两条足够长的光滑平行轨道上，平行放置着两根质量和电阻都相同的滑杆ab和cd，它们的整体组成矩形闭合回路。已知轨道的电阻不计，匀强磁场垂直穿过整个轨道平面。开始时ab和cd均处于静止状态，现用一个平行于轨道的恒力F向右拉ab杆，则下列说法中正确的是（ ）A、ab杆先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动B、cd杆先做加速度增大的加速运动，后做匀加速运功C、ab与cd杆最终都做匀速运动，但它们的速度不同D、ab与cd杆最终都做匀加速运动，并且它们的加速度相同8、下列说法正确的是（ ）A、粒子散射实验中，极少数粒子的偏转角度超过了90，表明原子中存在带正电的物质 B、做示踪原子的物质尽可能选用半衰期长一些的放射性元素C、为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀238D、比结合能越小的原子核其释放核能的潜力越大9、在竖直平面内有一半径为R的光滑圆环轨道一质量为m的小球穿在圆环轨道上做圆周运动，小球到达最高点C时的速率vC=。下列说法正确的是（ ）CA、此球的最大速率是B、此球到达C点时对轨道的压力是C、此球在任一直径两端点上的动能之和相等D、此球沿圆轨道绕行一周所用的时间小于mvM10、图示为测定运动员体能的一种装置示意图。运动员的质量为M，绳的一端拴在运动员的腰间且沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮的摩擦和质量），另一端吊的重物质量为m。人用力后蹬传送带而人的重心不动，传送带以速度v向后匀速运动（速度大小可调），最后可用的值作为被测运动员的体能参数。下列说法正确的是（ ）A、人对传送带不做功C、人对传送带做功的功率为零D、被测运动员的值越大，表示其体能越好30AOB11、如图所示，倾角为30的斜面体置于水平地面上，一根不可伸长的轻绳跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，绳的两端分别系着小球A和物块B，A的质量为m，B的质量为4m。开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB段绳平行于斜面，此时B静止不动；然后将A由静止释放，在A向下摆的过程中，斜面体始终保持静止。下列判断正确的是（ ）A、在A球下摆的过程中，重力的功率不断增大B、在A球下摆的过程中，斜面体受到地面向左的摩擦力作用C、在A球下摆的过程中，物块B受到的摩擦力不断减小D、在A球下摆的过程中，物块B受到的摩擦力先减小后增大12、为探究钢珠在液体中运动时所受阻力的大小，小华同学让钢珠从某一高度竖直落下进入液体中运动，他用频闪照相机拍摄钢珠在不同时刻的位置如图所示。已知钢珠在液体中运动时所受的阻力大小正比于速度的平方，比例常数为k，频闪照相机的闪光频率为f，图中直尺的最小刻度为x0，钢珠的质量为m，则比例常数k的表达式为（ ）A、 B、 C、 D、 二、实验题（本题包括2道题。每空2分，共14分。）acdebOxy乙13、（6分）在做利用电磁打点计时器测定匀加速直线运动加速度的实验时，打点计时器接在50Hz的低压交变电源上。某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点，如图甲所示。从每个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为a、b、c、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图乙所示，由此可以得到表示v-t关系的图像，从而求出加速度的大小。A甲BCDEF请你在图乙中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图像，并指出哪个轴相当于v轴。答：_。若测得a段纸带的长度为2.0cm，e段纸带的长度为10.0cm，则可求出加速度的大小为_ m/s2。OPA14、（8分）如图所示，光滑水平轨道与在竖直平面内的光滑圆弧轨道相切，O点为圆弧轨道的圆心，圆弧轨道的半径为1.0m，弹簧的一端固定在水平轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，其长度与轨道半径相同，且摆到某处就能停在该处。一小钢球A停放在光滑水平轨道上的某点处，小球的半径远小于圆弧轨道的半径。现在选用上述器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。还需要的器材有（ ）A、天平 B、两把刻度尺（足够长） C、量角器（带三角函数表） D、测力计以上测量实际上是把弹簧的弹性势能的测量转化为小球的_的测量，进而转化为小球的_和_的直接测量。高二上学期物理竞赛试题答题卡一、选择题（每题5分，共60分。）题号123456789101112答案acdebOxy乙二、实验题（每空3分，共21分。）13、（9分）v-t图像在图乙中画出（2分）（2分）_；（2分）_。14、（12分）（2分）_；（6分）_，_，_。三、综合分析与计算说明题（本题包括5道题。共76分。要求写出必要的文字说明，写清单位，书写要规范。）15、（10分）太阳内部的聚变反应是一个系列反应，最终可以简化为4个质子转化成1个氦核和2个正电子并放出能量。已知质子的质量mp=1.0073u，粒子的质量m=4.0015u，电子的质量me=0.0005u。 写出该热核反应方程 一次这样的热核反应过程中释放出多少Mev的能量？（结果保留四位有效数字）16、（12分）一个人站在静止于光滑平直轨道的平板车上，人和车的总质量为M。现在让此人手中拿一个质量为m的铅球先后以两种方式顺着轨道方向水平掷出铅球：第一次掷出后，铅球相对地面的速度大小为v；第二次掷出后，铅球相对平板车的速度大小为v。求先后两种方式掷出铅球后平板车获得的速度大小之比。hCABv017、（14分）如图所示，一小物体（可看做质点）从A点以v0=4m/s的初速度滑上斜面，上滑到B点后沿原路返回。A到B的距离为1m，斜面的倾角=37。（g取10m/s2）求小物体与斜面间的动摩擦因数取水平地面为零重力势能面，若小物体返回经过C点时其动能恰好与重力势能相等，则C点相对水平地面的高度h为多大？Mv甲乙-4-3-2-101123456234v/ms-1t/s18、（15分）一质量M=2.0kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中，且子弹从物块中穿过，如图甲所示。地面观察着记录的小物块被击穿后的速度随时间的变化关系如图乙所示（图中取向右运动的方向为正方向）。已知传送带的速度保持不变，g取10m/s2。求：传送带的速度v的大小及方向物块与传送带间的动摩擦因数物块被击穿后，传送带对物块所做的功甲AhDBCOR19、（18分）如图甲所示，固定在竖直平面内的光滑轨道由倾斜部分AB和CD以及圆弧部分BC组成，轨道AB和CD分别与圆弧部分BC相切于B、C两点，圆弧BC所对应的圆心角为74，整个轨道关于复运动，已知滑块对轨道的压力大小F随时间t的变化规律如图乙所示。（g取10m/s2）试求：乙O1610012345678F/Nt/s压力大小F随时间t变化的周期与小滑块做往复运动的周期之比滑块的质量倾斜轨道AB部分的长度L圆弧轨道的半径R高二上学期物理竞赛试题答题卡一、选择题（每题5分，共12分。选对但不全给3分。）题号123456789101112答案ADCCBDDCBDBDACDBDDDacdebOxy乙acdebOxy乙或二、实验题（每空2分，共14分。）13、（6分）v-t图像如图乙所示（2分）（2分）y轴相当于v轴；（2分）2.0。14、（8分）（2分）AB或AC；（6分）重力势能，质量，小球沿轨道上升的高度（或杆转过的角度）。三、综合分析与计算说明题（共76分）15、（10分）解： （4分） （3分） （3分）16、（12分）解：第一次掷出后铅球相对地面的速度大小为v，根据系统动量守恒，有： （4分）第二次掷出后铅球相对平板车的速度大小为v，根据系统动量守恒和相对速度的知识，有： （4分）联立解得两种方式掷出铅球后平板车获得的速度大小之比为： （4分）17、（14分）hCABv0解：（7分）设物体的质量为m，物体与斜面间的动摩擦因数为。物体有A上滑到B做匀减速运动，设加速度的大小为a，由牛顿第二定律得： （2分）又由运动学公式可得：（2分） 代入数据可解得： （2分）（7分）设物体返回经过C点时速度的大小为v1，对于物体从B到C的过程，由动能定理有： （3分）又根据题意有： （3分）代入数据可得： （2分）Mv甲乙-4-3-2-101123456234v/ms-1t/s18、（15分）解：（2分）传送带的速度v的大小为2.0m/s（1分），方向向右（1分）（6分）由速度图像可得，物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动的加速度为： （2分）由牛顿第二定律得：滑动摩擦力 （1分），其中， （2分）得到物块与传送带间的动摩擦因数 （1分）（7分）从子弹离开物块到物块与传送带一起匀速运动的过程中，设传送带对物块所做的功为W，由动能定理得： （4分）由速度图像可知：（2分）解得： （1分）19、（18分）解：（4分）由图乙可知，压力大小F随时间t变化的周期T1=3s （2分）滑块从A点出发至回到A点所需的时间T2=6s，即为滑块运动的周期二者之比 （2分）（4分）由图乙可知，滑块在斜面上